第六章伺服系统PPT讲稿.ppt

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1、第六章伺服系统第1页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断伺服：工作台（电机）的运动速度和距离完全伺服：工作台（电机）的运动速度和距离完全按按CNC的指令行动，准确无误的指令行动，准确无误 摩擦力（切削力、润滑、温度和设备）摩擦力（切削力、润滑、温度和设备）控制办法：三环结构控制办法：三环结构位置环（外环）：输入信号为位置环（外环）：输入信号为CNC的指令和位置的指令和位置检测器反馈的位置信号检测器反馈的位置信号速度环（中环）：输入信号为位置环的输出和速度环（中环）：输入信号为位置环的输出和测速发电机经反馈网络处理信号测速发电机经反馈网络处理信号第2

2、页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断电流环（内环）：输入信号为速度环的输出信电流环（内环）：输入信号为速度环的输出信号和经电流互感器得到的电流信号号和经电流互感器得到的电流信号在三环系统中，位置环的输出是速度环的输在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环的的输出直接控制功率变换单元，这三个环的反馈信号都是负反馈反馈信号都是负反馈第3页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断第一节第一节 主轴驱动系

3、统主轴驱动系统一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率范围宽范围宽伺服主轴要求：有进给控制和位置控制伺服主轴要求：有进给控制和位置控制主轴变速形式：电动机带齿轮换档（降速、主轴变速形式：电动机带齿轮换档（降速、增大传动比、增大主轴转矩）；电动机通过增大传动比、增大主轴转矩）；电动机通过同步齿带或皮带驱动主轴（恒功率、机械传同步齿带或皮带驱动主轴（恒功率、机械传动简单）动简单）第4页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断一、常用主轴驱动系统介绍一、常用主轴驱动系统介绍FANUC公司主轴驱动系统公司主轴驱动系统 主

4、要采用交流主轴驱动系统，有主要采用交流主轴驱动系统，有S、H、P三个三个系列（系列（1.537 1.522 3.737 kW）主要特点：主要特点：1）采用微处理控制技术）采用微处理控制技术 2）主回路采用晶体管）主回路采用晶体管PWM逆变器逆变器 3）具有主轴定向控制、数字和模拟输入）具有主轴定向控制、数字和模拟输入第5页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断一、常用主轴驱动系统介绍一、常用主轴驱动系统介绍SIEMENS公司主轴驱动系统公司主轴驱动系统 直流主轴电动机：有直流主轴电动机：有1GG5、1GF5、1GL5和和1GH5四个系列及配套的四个系

5、列及配套的6RA24、6RA27系列驱系列驱动装置（晶闸管）动装置（晶闸管）交流主轴电动机：有交流主轴电动机：有1PH5和和1PH6两个系列两个系列（3100kW）及配套的）及配套的6SC650、6SC611A系列系列的主轴驱动模块的主轴驱动模块第6页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断二、主轴伺服系统的故障形式及诊断方法二、主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 主轴伺服系统发生故障时，有三种表现主轴伺服系统发生故障时，有三种表现 形式：形式：在在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息或操作面板上显示报警内容或报警信息在主轴驱动装置上用报警灯或数码管

6、显示故障在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障无任何故障报警信息无任何故障报警信息第7页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主轴转速外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主轴转速或反馈信号受电磁干扰，使主轴驱动出现随机或反馈信号受电磁干扰，使主轴驱动出现随机和无规律的波动。判别方法，使主轴转速指令和无规律的波动。判别方法，使主轴转速指令为零再看主轴状态为零再看主轴状态过载：切削用量过大，频繁正、反转等均可过载：切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。具体表现为电动机过

7、热、主引起过载报警。具体表现为电动机过热、主轴驱动装置显示过电流报警等轴驱动装置显示过电流报警等第8页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴定位抖动主轴定位抖动 主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换档主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换档等场合，有三种实现形式：等场合，有三种实现形式：1）机械准停控制（）机械准停控制（V形槽和定位液压缸）形槽和定位液压缸）2）磁性传感器的电气准停控制）磁性传感器的电气准停控制（图）（图）3）编码器型的准停控制（准停角度可任意）编码器型的准停控制（准停角度可任意）

8、上述准停均要经减速，减速或增益等参数设置上述准停均要经减速，减速或增益等参数设置不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变化或不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变化或失灵都会引起定位抖动失灵都会引起定位抖动第9页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断磁性传感器主轴准停装置磁性传感器主轴准停装置1.磁性传感器磁性传感器2.发磁体发磁体3.主轴主轴4.支架支架5.主轴箱主轴箱第10页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴转速与进给不匹配主轴转速与进给不匹配:当进行螺

9、纹切削或用当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给、主每转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然运转的故障。主轴有一个每转一个脉轴仍然运转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反馈信号，一般为主轴编码器有问题。冲的反馈信号，一般为主轴编码器有问题。可查可查CRT报警、报警、I/O编码器状态或用每分钟进编码器状态或用每分钟进给指令代替给指令代替转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范围时要考虑，电机过载、范围时要考虑，电机过载、CNC输出没有达到输出没有达到与转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱与转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装置故障

10、动装置故障 第11页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：主轴异常噪声及振动：电气驱动（在减速过程中主轴异常噪声及振动：电气驱动（在减速过程中发生、振动周期与转速无关）；主轴机械（恒转发生、振动周期与转速无关）；主轴机械（恒转速自由停车、振动周期与转速有关）速自由停车、振动周期与转速有关）主轴电动机不转：主轴电动机不转：CNC是否有速度信号输出；使是否有速度信号输出；使能信号是否接通、能信号是否接通、CTR观察观察I/O状态、分析状态、分析PLC梯梯形图以确定主轴的启动条件（润滑、冷却）；主形图以确定主

11、轴的启动条件（润滑、冷却）；主轴驱动故障；主轴电机故障轴驱动故障；主轴电机故障第12页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断1.控制电路控制电路 控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调速系统，内环是电流环，外环是速度环。调速系统，内环是电流环，外环是速度环。调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩。在速度差值大时，转矩时控制

12、电动机的转矩。在速度差值大时，转矩大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调第13页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断第14页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断2.主电路主电路 数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三相要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三相桥式

13、反并联逻辑无环流可逆变调速系统，在制桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统，在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋转的动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋转的机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，使一组晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封使一组晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封锁，切断两组之间流通的电流锁，切断两组之间流通的电流第15页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断第16页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无例：某加

14、工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速系统。当用环可逆调速系统。当用M03指令起动时有指令起动时有“咔、咔咔、咔”的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动后无明显的异常现象；用后无明显的异常现象；用M05指令使主轴停止时，指令使主轴停止时，换向片上出现强烈的火花，同时伴有换向片上出现强烈的火花，同时伴有“叭、叭叭、叭”的的放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式停止主轴，换向片上没有任何火花。停止主轴，换向片上没有任何火

15、花。分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说明逆变电路有故障。时工作，有火花说明逆变电路有故障。第17页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。测得的速度指令信号正常

16、，而速度反馈信号出现测得的速度指令信号正常，而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，而造成一绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性而造成一绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障第

17、18页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断四、主轴交流驱动的故障诊断四、主轴交流驱动的故障诊断（一）（一）6SC650系列主轴交流驱动系统系列主轴交流驱动系统1.驱动装置的组成（原理图）驱动装置的组成（原理图）第19页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断1.驱动装置的组成（主轴驱动系统）驱动装置的组成（主轴驱动系统）第20页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断2.故障诊断故障诊断故障代码故障代码 当交流主轴驱动变频器在运行中当交流主轴驱动变频器在运行中发生故

18、障，发生故障，变频器面板变频器面板上的数码管会以代上的数码管会以代码的形式提示故障的类型。码的形式提示故障的类型。辅助诊断辅助诊断 除故障代码外，在控制和除故障代码外，在控制和I/O模模块块还有测试插座，作为辅助诊断的手段通还有测试插座，作为辅助诊断的手段通过测试，可进一步判断变频器是否缺相以过测试，可进一步判断变频器是否缺相以及过电流等故障及过电流等故障 第21页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断变频器的操作和显示面板变频器的操作和显示面板第22页，共56页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断I/O 模块上的

19、测试插座模块上的测试插座1 接线端子接线端子2 I/O模块模块3 电流测试插孔电流测试插孔测电机相电流测电机相电流测直流回路电流测直流回路电流测电机总电流测电机总电流第23页，共56页，编辑于2022年，星期三6SC650 系列变频器部分代码表系列变频器部分代码表故障代码故障代码 故障名称故障名称 故障原因故障原因 F11 转速控制开环转速控制开环 1 编码器电缆未接好；编码器电缆未接好；无实际转速值无实际转速值 ;4 电机缺相工作；等电机缺相工作；等 F12 过电流过电流 1 变频器有短路故障变频器有短路故障 ;5 转矩设定值过高；等转矩设定值过高；等 F14 电动机过热电动机过热 1 电动

20、机过载电动机过载 2 电动机电流过大；电动机电流过大；等等第24页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统任务任务 完成完成CNC对各坐标轴的位置控制对各坐标轴的位置控制组成组成 进给驱动、位置检测及机械传动装置进给驱动、位置检测及机械传动装置工作过程工作过程 程序指令经插补运算得位置指令程序指令经插补运算得位置指令 同时将检测到的实际位置信号反馈数控系统构成同时将检测到的实际位置信号反馈数控系统构成半或闭环控制系统，是外环为位置环内环为速度半或闭环控制系统，是外环为位置环内环为速度环的控制系统环的控制系统位置检测位置检测 光栅、光电编码器、感应同步器、光栅、

21、光电编码器、感应同步器、旋转变压器和磁栅等旋转变压器和磁栅等速度监测速度监测 测速发电机和光电编码器等测速发电机和光电编码器等第25页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统一、常见进给驱动系统一、常见进给驱动系统1.直流进给驱动系统直流进给驱动系统FANUC公司直流进给驱动系统公司直流进给驱动系统 小惯量小惯量L、中惯量、中惯量M系列直流伺服电动机系列直流伺服电动机 采用采用PWM速度控制单元速度控制单元 大惯量大惯量H系列直流伺服电动机，采用晶闸系列直流伺服电动机，采用晶闸 管速度控制单元管速度控制单元 均有过速、过流、过载等多种保护功能均有过速、过流、过

22、载等多种保护功能第26页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统一、常见进给驱动系统一、常见进给驱动系统1.直流进给驱动系统直流进给驱动系统SIEMENS公司直流进给驱动系统公司直流进给驱动系统 1HU系列多种规格的永磁式直流伺服电动机，系列多种规格的永磁式直流伺服电动机，与电机配套的速度控制单元有与电机配套的速度控制单元有6RA20（晶体（晶体管管PWM控制）和控制）和6RA26（晶闸管控制）两个（晶闸管控制）两个系列。也均有过速、过流、过载等多种保护系列。也均有过速、过流、过载等多种保护功能功能第27页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给

23、伺服系统进给伺服系统一、常见进给驱动系统一、常见进给驱动系统2.交流进给驱动系统交流进给驱动系统FANUC公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统 驱动装置：晶体管驱动装置：晶体管PWM控制的控制的 系列交流驱动单系列交流驱动单元元 电动机：电动机：S、L、SP和和T系列永磁式三相交流同系列永磁式三相交流同步电动机步电动机第28页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统SIEMENS公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统 驱动装置：晶体管驱动装置：晶体管PWM控制的控制的6SC610和和6SC611A系列交流进给驱动模块，还有用于系列交流进给驱动模块，还有用

24、于数字伺服驱动的数字伺服驱动的611D系列系列 电动机：电动机：1FT5和和1FT6系列永磁式三相交流同系列永磁式三相交流同步电动机步电动机3.步进驱动系统步进驱动系统 802S数控系统配数控系统配STEPDRIVE步进驱动装步进驱动装 置及置及IMP5五相步进电动五相步进电动第29页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统二、伺服系统结构形式二、伺服系统结构形式 伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例：的反馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例：方式方式1转速反馈与位置反馈信

25、号处理分离转速反馈与位置反馈信号处理分离方式方式2编码器同时作为转速和位置检测，处理均编码器同时作为转速和位置检测，处理均在数控系统中完成在数控系统中完成方式方式3编码器方式同上，处理方式不同编码器方式同上，处理方式不同方式方式4数字式伺服系统数字式伺服系统第30页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统方式一方式一第31页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统方式二方式二第32页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法

26、故障出现后的表现方式：故障出现后的表现方式：CRT、驱动单元、无、驱动单元、无1.常见故障常见故障超程超程进给运动超过软限位或硬限位，进给运动超过软限位或硬限位，CRT过载过载进给运动的负载过大、频繁正反转以及传进给运动的负载过大、频繁正反转以及传动链润滑不良等引起，动链润滑不良等引起，CRT及伺服驱动单元都会及伺服驱动单元都会有报警信息有报警信息窜动窜动测速信号或速度控制信号不稳定、接线测速信号或速度控制信号不稳定、接线接触不良等引起接触不良等引起第33页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统常见故障：常见故障：爬行爬行发生在起动加速段或低速进给时，一般发

27、生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑不良、伺服系统增益是由于进给传动链的润滑不良、伺服系统增益过低及负载过大、联轴器松动等引起过低及负载过大、联轴器松动等引起振动振动与进给速度有关，速度环增益太高或与进给速度有关，速度环增益太高或速度反馈有故障；与速度无关，位置环增益速度反馈有故障；与速度无关，位置环增益太高或位置反馈有故障；在加速过程中产生，太高或位置反馈有故障；在加速过程中产生，减速时间设定过小减速时间设定过小第34页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统常见故障：常见故障：伺服电动机不转伺服电动机不转数控系统速度信号是否输出；数控系统

28、速度信号是否输出；使能信号是否接通；冷却润滑条件是否满足；使能信号是否接通；冷却润滑条件是否满足；电磁制动是否释放；驱动单元故障；伺服电动电磁制动是否释放；驱动单元故障；伺服电动机故障机故障位置误差位置误差系统设置的允差过小；伺服增益设系统设置的允差过小；伺服增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳第35页，共56页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 进给伺服系统进给伺服系统漂移漂移当指令值为零时，坐标轴仍移动从而造当指令值为零时，坐标轴仍移动从而造成位置误差。通过

29、漂移补偿和驱动单元上的零成位置误差。通过漂移补偿和驱动单元上的零速调整来消除速调整来消除回参考点故障回参考点故障有找不到和找不准参考点两种故有找不到和找不准参考点两种故障，前者主要是回参考点减速开关产生的信号或障，前者主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志脉冲信号失效所致，可用示波器检测信号；零标志脉冲信号失效所致，可用示波器检测信号；后者是参考点开关挡快位置设置不当引起，只要后者是参考点开关挡快位置设置不当引起，只要重新调整即可重新调整即可第36页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置位置环是外环，其指令脉冲来自位置环是外环，其指令脉冲来自NC经插补运算

30、经插补运算（包含对伺服系统位置和速度的要求）（包含对伺服系统位置和速度的要求）位置环是伺服系统中重要的一环，检测元件的精位置环是伺服系统中重要的一环，检测元件的精度直接影响机床的位置精度（闭环常用光栅，半度直接影响机床的位置精度（闭环常用光栅，半闭环常用编码器）闭环常用编码器）故障形式是在故障形式是在CRT上显示报警号和信息上显示报警号和信息 轮廓误差、静态误差监视报警和测量装置监控报轮廓误差、静态误差监视报警和测量装置监控报警警第37页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第38页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一

31、、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护1.光栅光栅 透射光栅与反射光栅透射光栅与反射光栅光栅输出信号：二个相位和一个零标志光栅输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点维护注意点 防污（冷却液轻微结晶、水雾、通入低压压防污（冷却液轻微结晶、水雾、通入低压压缩空气、无水酒精轻檫）缩空气、无水酒精轻檫）防振（不能敲击避免光学元件损坏）防振（不能敲击避免光学元件损坏）第39页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第40页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第41页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置

32、位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护2.光电脉冲编码器光电脉冲编码器输出信号：二个相位和一个零标志输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点维护注意点 防振和防污（内部松动和信号丢失）防振和防污（内部松动和信号丢失）联结松动（影响位置精度、进给运动的不稳定、联结松动（影响位置精度、进给运动的不稳定、伺服电机的换向而引起振动）伺服电机的换向而引起振动）第42页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第43页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护3.感应同步器感应同步

33、器组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组维护注意点维护注意点 在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平行、不要在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平行、不要损坏尺上耐切削液涂层和带绝缘层的铝箔、滑尺损坏尺上耐切削液涂层和带绝缘层的铝箔、滑尺接线要分清接线要分清SIN和和COS 绕组绕组第44页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第45页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第46页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护4.旋转

34、变压器旋转变压器输出电压与转子的角位移有固定的函数关输出电压与转子的角位移有固定的函数关 系系维护注意点维护注意点 定子和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损定子和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损要及时更换要及时更换第47页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置1.电机轴电机轴2.测速发电机测速发电机6.小齿轮小齿轮7.旋转变压器旋转变压器8.安装板安装板10.大齿轮大齿轮11.防护罩防护罩第48页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置一、位置检测装置的维护一、位置检测装置的维护5.磁栅尺磁栅尺组成：磁性标尺、磁头和检测电路组成：

35、磁性标尺、磁头和检测电路维护注意点维护注意点 不能不能 将磁性膜刮坏、不能用力和撞击磁性将磁性膜刮坏、不能用力和撞击磁性标尺和磁头避免磁性减弱或磁场紊乱、标尺和磁头避免磁性减弱或磁场紊乱、在接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕在接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组组第49页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第50页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置二、位置检测的故障诊断二、位置检测的故障诊断SIEMENS数控位控模块与检测装置的数控位控模块与检测装置的连接连接1.输出信号输出信号(有两种形式）有两种形式）电压或电流正

36、弦信号电压或电流正弦信号/TTL电平信号电平信号第51页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置第52页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置机床在运动过程中，从扫描单元输出三机床在运动过程中，从扫描单元输出三组信号，两组增量信号和一组基准信号组信号，两组增量信号和一组基准信号第53页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置二、位置检测的故障诊断二、位置检测的故障诊断2.EXE信号处理信号处理通道放大器通道放大器整形电路整形电路报警电路报警电路细分电路细分电路第54页，共56页，编辑于202

37、2年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置二、位置检测的故障诊断二、位置检测的故障诊断 3.故障诊断故障诊断 当出现位置环开环报警时，将当出现位置环开环报警时，将J2连接器脱连接器脱开，在开，在CNC系统的一侧，把系统的一侧，把J2连接器上的连接器上的5V线同报警线线同报警线ALM连在一起，合上数控电源，连在一起，合上数控电源，根据报警是否再现，可迅速判断出故障的部根据报警是否再现，可迅速判断出故障的部位是在测量装置还是在位是在测量装置还是在CNC系统的接口板上。系统的接口板上。在测量装置的话，可再测在测量装置的话，可再测J1连接器上有无信连接器上有无信号输入，可将故障定位在光栅或号输

38、入，可将故障定位在光栅或EXE电路电路第55页，共56页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 位置检测装置位置检测装置例例 一卧式加工中心，采用一卧式加工中心，采用SINUMERIK8系统，带系统，带EXE光栅测量装置。运行中出现光栅测量装置。运行中出现114号报警，同时伴有号报警，同时伴有113号报警。号报警。分析：分析：114号电缆断线或与地短路；信号丢失号电缆断线或与地短路；信号丢失 检查：外观检查和测量；（信号漏读）检查信号检查：外观检查和测量；（信号漏读）检查信号源和传输系统（光源和光学系统）源和传输系统（光源和光学系统）实际：灯泡表面呈毛玻璃状、指示光栅表面实际：灯泡表面呈毛玻璃状、指示光栅表面也有一层雾状物也有一层雾状物第56页，共56页，编辑于2022年，星期三